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熱電偶原理
熱電偶是一對兩端連接的金屬線，當兩端觸點之間產生溫差時，在這個閉合電路中就會產生熱電動勢，使電路中產生電流。該熱電動勢的大小和極性由兩端的溫度和兩根金屬線的組合決定，不受金屬線的粗細或長度的影響。因此，可以通過預先知道特定熱電偶在每個溫度下的熱電動勢來測量溫度。這些各種熱電偶的溫度和熱電動勢特性被JIS、IEC等標準化為熱電動勢表，并且在世界范圍內被標準化。
不言而喻，應根據溫度測量范圍、測量位置的情況、所需的精度等選擇適合該熱電偶的導線，并且即使長期連續使用也必須始終具有相同的性能時間。我們生產JIS標準B、R、S、N、K、E、J和T熱電偶，但我們也生產W-5Re/W-26Re熱電偶等。請選擇適合您用途的熱電偶。
熱電偶結構
實際上，熱電偶由熱電偶線、保護管、接線盒、絕緣體和其他必要的安裝硬件組成。
1.熱電偶線
熱電偶導線的類型如下頁所示，導線的末端被焊接以形成溫度測量結點。
2.保護管
它保護熱電偶線和絕緣體免受周圍環境的影響，并連接安裝支架、接線盒等。根據溫度測量位置，保護管會受到極其惡劣的工作條件的影響。需要選擇適合使用溫度、氣氛、用途等的材料和形狀。
3.接線盒及端子板
這是連接補償導體和熱電偶的接線盒。除了防滴EL型(壓鑄鋁制成)外，我們還有適合使用目的的其他類型的材料和形狀。
4.絕緣子
用于熱電偶線之間及與保護管之間的絕緣并防止短路，采用JIS 2級絕緣體。
5.安裝支架
在保護管上安裝安裝支架，將熱電偶固定到測量位置。
除上述以外，還有一種不帶保護管使用的類型。只需在 EXE 或 EXS 等涂層熱電偶線的安裝熱端，您就可以創建適合簡單測量的熱電偶。特別是，EXS型使用FEP等聚四氟乙烯系樹脂，通過用相同的材料模制熱接觸部，可以形成絕緣型。
熱電偶的類型 （JIS C1602）
| 種類 | 特征 | |
|---|---|---|
| 象征 | 構成材料 | |
| B | Pt-30Rh/Pt-6Rh | 一種熱電偶，由含 70% 鉑和 30% 銠的鉑銠合金腿和含 94% 鉑和 6% 銠的鉑銠合金腿組合而成。其耐熱性和機械強度優于R熱電偶，可在高達1800℃的溫度下使用。 |
| R | Pt-13Rh/鉑 | 一種熱電偶，由含有 87% 鉑和 13% 銠的鉑銠合金 + 腿與純鉑 - 腿組合而成。一般來說，熱電偶在氧化氣氛中具有優異的耐熱性和穩定性，并且具有良好的精度。它在還原性氣氛或金屬蒸氣中往往極其弱。 |
| S | 鉑-10Rh/鉑 | 一種熱電偶，由含 90% 鉑和 10% 銠的鉑銠合金 + 腿與純鉑 - 腿組合而成。 |
| N | Ni-Cr-Si/Ni-Si | 這些熱電偶稱為 Nicrosil（+ 腿）和 Nisil（- 腿），具有與 K 熱電偶非常相似的成分和特性。這是 K 熱電偶的改進版本，增加了 Si 的添加量以提高耐熱性。 |
| K | 鎳鉻/鎳鋁 | 這是一種熱電偶，組合了主要由鎳和鉻制成的合金+腿和主要由鎳制成的合金-腿。它是工業上的熱電偶，雖然在氧化氣氛中表現出相當大的電阻，但在還原氣氛中卻很弱，特別不適合在含有一氧化碳、二氧化硫氣體、硫化氫等的氣氛中使用。 |
| E | 鎳鉻/銅鎳 | 結合了 K 型熱電偶的 + 支路和 J 型熱電偶的 - 支路的熱電偶。它相對于溫度具有極大的熱電動勢，因此適合在氧化氣氛中使用。 |
| J | 鐵/銅鎳 | 一種熱電偶，結合了鐵正極腳和主要由銅和鎳制成的合金負極腳。它能抵抗還原性氣氛，并且對氫和碳也具有耐用性。它不適合在氧化氣氛中使用，因為鐵氧化很快。價格相對較低，適合中溫應用。 |
| T | Cu/Cu-Ni | 一種熱電偶，其結合了由銅制成的正極腿和由主要由銅和鎳制成的合金制成的負極腿。在300°C以下的溫度下可以獲得高精度，特別適合-200°C至+100°C之間的低溫。也適用于弱氧化和還原氣氛。 |
各國熱電偶公差和適用標準列表
| S t a n d a r d sT y p e s | JIS C1602 | IEC 60584-2 | ASTM E230 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Temperature range | C l a s s | Tolerance ℃ | C l a s s | Tolerance ℃ | Temperature range | C l a s s | Tolerance ℃ | |
| B | 600℃ or higher and lower than 1,700℃ | 2 | ±0.0025|t| | 2 | ±0.0025|t| | 870℃ or higher and lower than 1,700℃ | STD. | ±0.5％ |
| 600℃ or higher and lower than 800℃ | 3 | ±4 | 3 | ±4 | ||||
| 800℃ or higher and lower than 1,700℃ | ±0.005|t| | ±0.005|t| | ||||||
| R&S | 0℃ or higher and lower than 1,100℃ | 1 | ±1 | 1 | ±1 | 0℃ or higher and lower than 1,450℃ | STD. | ±1.5or ±0.25％ |
| 0℃ or higher and lower than 600℃ | 2 | ±1.5 | 2 | ±1.5 | SP. | ±0.6or ±0.1％ | ||
| 600℃ or higher and lower than 1,600℃ | ±0.0025|t| | ±0.0025|t| | ||||||
| N&K | -40℃ or higher and lower than +375℃ | 1 | ±1.5 | 1 | ±1.5 | 0℃ or higher and lower than +1,260℃ | STD. | ±2.2or ±0.75％ |
| +375℃ or higher and lower than +1,000℃ | ±0.004|t| | ±0.004|t| | ||||||
| -40℃ or higher and lower than +333℃ | 2 | ±2.5 | 2 | ±2.5 | SP. | ±1.1or ±0.4％ | ||
| +333℃ or higher and lower than +1,200℃ | ±0.0075|t| | ±0.0075|t| | ||||||
| -167℃ or higher and lower than +40℃ | 3 | ±2.5 | 3 | ±2.5 | -200℃ or higher and lower than 0℃ | STD. | ±2.2or ±0.2％ | |
| -200℃ or higher and lower than -167℃ | ±0.015|t| | ±0.015|t| | ||||||
| E | -40℃ or higher and lower than +375℃ | 1 | ±1.5 | 1 | ±1.5 | 0℃ or higher and lower than +870℃ | STD. | ±1.7or ±0.5％ |
| +375℃ or higher and lower than +800℃ | ±0.004|t| | ±0.004|t| | ||||||
| -40℃ or higher and lower than +333℃ | 2 | ±2.5 | 2 | ±2.5 | SP. | ±1or ±0.4％ | ||
| +333℃ or higher and lower than +900℃ | ±0.0075|t| | ±0.0075|t| | ||||||
| -167℃ or higher and lower than +40℃ | 3 | ±2.5 | 3 | ±2.5 | -200℃ or higher and lower than 0℃ | STD. | ±1.7or ±1％ | |
| -200℃ or higher and lower than -167℃ | ±0.015|t| | ±0.015|t| | ||||||
| J | -40℃ or higher and lower than +375℃ | 1 | ±1.5 | 1 | ±1.5 | 0℃ or higher and lower than +760℃ | STD. | ±2.2or ±0.75％ |
| +375℃ or higher and lower than +750℃ | ±0.004|t| | ±0.004|t| | ||||||
| -40℃ or higher and lower than +333℃ | 2 | ±2.5 | 2 | ±2.5 | SP. | ±1.1or ±0.4％ | ||
| +333℃ or higher and lower than +750℃ | ±0.0075|t| | ±0.0075|t| | ||||||
| T | -40℃ or higher and lower than +125℃ | 1 | ±0.5 | 1 | ±0.5 | 0℃ or higher and lower than +370℃ | STD. | ±1or ±0.75％ |
| +125℃ or higher and lower than +350℃ | ±0.004|t| | ±0.004|t| | ||||||
| -40℃ or higher and lower than +133℃ | 2 | ±1.0 | 2 | ±1.0 | SP. | ±0.5or ±0.4％ | ||
| +133℃ or higher and lower than +350℃ | ±0.0075|t| | ±0.0075|t| | ||||||
| -67℃ or higher and lower than +40℃ | 3 | ±1.0 | 3 | ±1.0 | -200℃ or higher and lower than 0℃ | STD. | ±1or ±1.5％ | |
(1)容差是指用標準熱電動勢表換算熱電動勢得到的溫度減去測溫結溫度得到的值的允許值。
(2)ASTM 公差為攝氏度或測量溫度的百分比，以較大者為準。
(3)|t| 是以攝氏度表示的測量溫度，無論 + 或 - 符號如何。
(4)1 級、2 級和 3 級對應于舊 JIS 級 0.4、0.75 和 1.5。
(5)JIS、BS、DIN標準與IEC標準相同。
(6)ASTM 標準是舊的 ANSI 標準。
(7)采用當年版本的標準。
金屬保護管材質及標準尺寸
| ( )型 為 JIS 符號 | 材質符號 | 尺寸（φmm） | 長度 （毫米） | 正常使用溫度 限制（℃）*1 | 特征 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 外徑 | 內徑 | |||||
| 304不銹鋼 （SUS304） | A | 10 | 7 | 2000年 | 900 | 優異的耐熱性、耐酸性、耐堿性。對硫和還原性氣體敏感。 |
| 12 | 9 | |||||
| 15 | 11 | 3950 | ||||
| 21.7 | 15.7 | |||||
| 316不銹鋼 （SUS316） | C | 10 | 7 | 2000年 | 900 | 耐熱性、耐酸性、耐堿性與304SS相同，但高溫下的耐腐蝕性更*。 |
| 12 | 9 | |||||
| 15 | 11 | 3950 | ||||
| 21.7 | 15.7 | |||||
| 316LSS （SUS316L） | 化學發光 | 10 | 7 | 2000年 | 900 | 這是減少了 C 含量的 316SS，使其成為一種耐晶間腐蝕的材料。 |
| 12 | 9 | |||||
| 15 | 11 | 3950 | ||||
| 21.7 | 16.1 | |||||
| 310S不銹鋼 （SUS310S） | D | 15 | 11 | 3950 | 1000 | 它是一種耐熱鋼，Ni-Cr含量高，在高溫下抗氧化。 |
| 21.7 | 16.1 | |||||
| 27.2 | 21.4 | |||||
| 蘇赫446 | 磷 | 21.7 | 16.1 | 3950 | 1000 | 采用27Cr鋼制成，耐熱、耐還原焰、耐硫氣。 |
| 4C54 （山特維克P4） | 21.3 | 16 | ||||
| 26.9 | 21.6 | |||||
| UMCo50 | U | 22 | 16 | 3950 | 1150 | 由鈷基合金制成，具有很強的耐熱性和耐磨性，還耐硫氣。 |
| 27 | 21 | |||||
| INCONEL600 （NCF600eq） | 乙 | 22 | 16 | 3950 | 1050 | 在高溫氧化和還原氣氛中均。 |
| 鈦 | 時間 | 15 | 11 | 3950 | 250 | 它在低溫下具有優異的耐腐蝕性，但在高溫下會因氧化而變脆。 |
| 17.3 | 12.7 | |||||
| 21.7 | 16.1 | |||||
| 27.2 | 21.6 | |||||
非金屬保護管材質及標準尺寸
| 種類 | 材質符號 | 尺寸（φmm） | 長度 （毫米） | 正常使用溫度 限制（℃）*1 | 特征 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| O.D.外徑 | I.D.外徑 | |||||
| 氧化鋁 | P1 | 8 | 5 | 1000 | 1500 | 相當于JIS R1401 PT1，在高溫氧化還原氣氛中極其穩定，在高溫下具有優異的耐腐蝕性。適用于測量爐溫1600℃以上的熔融金屬。 |
| 10 | 6 | |||||
| 13 | 9 | |||||
| 15 | 11 | |||||
| 17 號 | 13 | |||||
| 20 | 15 | |||||
| 高鋁 _ | P0 | 8 | 5 | 1000 | 1600 | 相當于JIS R1401 PT0的耐熱性、耐腐蝕性、電絕緣性、機械強度高。由于其硬度高，因此具有優異的耐磨性。 |
| 10 | 6 | |||||
| 13 | 9 | |||||
| 15 | 11 | |||||
| 20 | 16 | |||||
| 15 | 6 | |||||
| 20 | 10 | |||||
| 炭化珪素 耐火物 | 吉克 | 20 | 12 | 1000 | 1600 | 高耐火性和高導熱性。耐鋅、鋁、鉛、酸、堿。它能耐受快速加熱和冷卻，并具有優異的抗剝落性。適用于雙保護管的外管。 |
| 25 年前 | 17 號 | |||||
| 30 | 20 | |||||
| 35 | 25 | |||||
| 40 | 25 | |||||
| 45 | 30 | |||||
| 50 | 30 | |||||
| 60 | 40 | |||||
※1正常工作溫度限制基于 JIS 和制造商目錄等，并非保證值。
線徑使用溫度限制
| Thermocouple types | Element Diameters | Use Temperature Limit（℃） | Applied Protection Tube Dimension | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Symbols | Outer Diameter | Normal Operating Temperature Limit | Overheated Operating Temperature Limit | Metal Protection Tubes（Φmm） | Non-metal Protection Tubes（Φmm） | |
| B | L | 0.5 | 1500 | 1700 | ー | 15×11 |
| R | L | 0.5 | 1400 | 1600 | ー | 15×11 |
| S | L | 0.5 | 1400 | 1600 | ー | 15×11 |
| N | D | 3.2 | 1200 | 1250 | 21.7×16.1 | ー |
| C | 2.3 | 1100 | 1150 | 21.7×16.1 | ー | |
| B | 1.6 | 1050 | 1100 | 15×11 | ー | |
| A | 1.0 | 950 | 1000 | 12×9 | ー | |
| K | D | 3.2 | 1000 | 1200 | 21.7×16.1 | ー |
| C | 2.3 | 900 | 1100 | 21.7×16.1 | ー | |
| B | 1.6 | 850 | 1050 | 15×11 | ー | |
| A | 1.0 | 750 | 950 | 12×9 | ー | |
| H | 0.65 | 650 | 850 | 10×7 | ー | |
| E | B | 1.6 | 550 | 600 | 15×11 | ー |
| A | 1.0 | 500 | 550 | 12×9 | ー | |
| H | 0.65 | 450 | 500 | 10×7 | ー | |
| T | 0.32 | 300 | 400 | 10×7 | ー | |
| J | C | 2.3 | 550 | 750 | 21.7×16.1 | ー |
| B | 1.6 | 500 | 650 | 15×11 | ー | |
| A | 1.0 | 450 | 550 | 12×9 | ー | |
| H | 0.65 | 400 | 500 | 10×7 | ー | |
| T | B | 1.6 | 300 | 350 | 15×11 | ー |
| A | 1.0 | 250 | 300 | 12×9 | ー | |
| H | 0.65 | 200 | 250 | 10×7 | ー | |
| T | 0.32 | 200 | 250 | 10×7 | ー | |
基本型
EXE：帶蓋熱電偶
玻璃涂層熱電偶適用于的測量。線徑 φ0.32 和 0.65 作為標準庫存。
外徑B×A：約1.4×2.3(φ0.32)/約2.3×4.1(φ0.65)
EXS：帶蓋熱電偶
FEP(4-6 氟樹脂)涂層熱電偶適合簡單測量。線徑 φ0.32 和 0.65 作為標準庫存。此外，我們還有超細線徑φ0.06、φ0.1包覆PFA絕緣的產品。我們還可以制造采用相同材料模制的絕緣型。
外徑B×A：約1.1×1.7(φ0.32)/約1.7×2.8(φ0.65)
TC：帶絕緣體的熱電偶
這是最基本的型號，由于采用絕緣體(陶瓷)進行絕緣，因此可以在高溫下使用。只能在室內使用。用于簡單測量或作為 TCW 或 TCG 的替換元件。
TCW：帶金屬保護管的戶外型熱電偶
該類型包含金屬保護管和防滴接線盒，適合一般戶外環境使用。熱電偶與絕緣體結合在一起。
TCP：帶非金屬保護管的戶外型熱電偶
該類型具有附有非金屬保護管的防滴接線盒，適合一般戶外環境使用。用于高溫的 R 型和 S 型。
TCG：帶防爆金屬保護管的熱電偶
適用于煉油廠、石化廠等可能產生爆炸性氣體的危險場所。
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